1. 01

    统计学习:模型、概率与贝叶斯推断

    从一个预测问题出发,区分模型、策略和算法,理解随机变量的期望、方差与协方差,并用贝叶斯公式连接先验、似然、后验和正则化。

  2. 02

    统计学习:标准分布与信息论

    从离散、连续与周期变量的常用分布出发,串起矩、贝叶斯推断、极大似然、充分统计量、指数族、熵与 KL 散度,并说明它们如何进入决策树和 Fisher 判别。

  3. 03

    统计学习:结构化分布与序列模型

    从概率图模型的分解出发,解释条件独立、d 分离、朴素贝叶斯与马尔可夫毯,再用马尔可夫链和隐马尔可夫模型说明序列依赖、潜变量与动态规划推断。

  4. 04

    线性网络:回归网络与似然估计

    从固定基函数与高斯似然出发,推导最小二乘的投影几何,说明平方损失下的最优回归决策,并拆解预测误差中的偏差、方差与噪声。

  5. 05

    线性网络:分类网络与判别函数

    从仿射判别函数和贝叶斯风险出发,推导高斯生成式分类器、逻辑回归与 Softmax 分类器,说明两类学习方法为何都能得到线性决策边界。

  6. 07

    深度网络:反向传播与自动微分

    从链式法则出发推导反向传播,手写一个标量自动微分引擎并在双月牙数据上训练,再对照 PyTorch autograd 说明梯度是怎么被自动算出来的。

  7. 08

    泛化理论:归纳偏置与正则化机制

    从有限样本对应的逆问题出发,解释归纳偏置、等变性与无免费午餐定理,并用权重衰减、早停、参数共享、残差连接、Dropout 和双重下降说明模型如何选择训练集之外的解。

  8. 09

    深度网络:残差连接与 ResNet

    从深层网络的退化问题出发,推导残差学习与恒等捷径,解释 BasicBlock、Bottleneck 和 ResNet 的分层结构,并给出 PyTorch 教学实现。

  9. 11

    深度网络:卷积神经网络

    从互相关、卷积核、步幅、填充、通道与感受野出发,逐层推导卷积神经网络,并用 PyTorch 完整实现和训练 LeNet-5。

  10. 13

    概率采样:能量模型与郎之万采样

    从能量函数与配分函数出发,推导能量模型的最大似然梯度,说明无偏蒙特卡洛估计成立的条件,并用郎之万动力学解释如何在未知归一化常数时近似采样。

  11. 14

    潜变量分析:离散潜变量分析

    从 K-means 的硬聚类出发,建立混合模型的似然与离散隐变量,推导 EM 算法、高斯混合模型和混合伯努利分布,并说明参数先验与证据下界的关系。

  12. 15

    自编码器与扩散模型

    从确定性自编码器的表示瓶颈出发,推导 VAE 的证据下界与重参数化技巧,再解释扩散模型的前向加噪、反向去噪、得分匹配和条件引导。